À l'ECEO, nous développons des technologies pour surveiller la Terre à l'aide de données numériques. Nous utilisons des données provenant de sources multiples (du smartphone au satellite) et développons des algorithmes permettant la surveillance spatio-temporelle de notre Terre en évolution. Nous étudions les processus terrestres, les écosystèmes sous-marins et la dynamique des écosystèmes, par exemple dans le cadre de la conservation des animaux et de la surveillance des forêts.
Sujets de recherche
1
Développer des algorithmes d’IA pour exploiter les données numériques relatives à la Terre
2
Surveiller les écosystèmes menacés, tels que les récifs coralliens ou les forêts tropicales
3
Cartographier la répartition des espèces (animales et végétales) et la manière dont elles se répartissent dans l’espace et dans le temps, en particulier dans le contexte du changement climatique
Nos projets clés
DeepSDM
En collaboration avec l'ETH, le MILa et le MIT (entre autres), nous développons une technologie d'IA pour cartographier dans l'espace et dans le temps la répartition des espèces (menacées)
ETH MIT MILA Ohio State University
Surveillance des récifs coralliens en mer Rouge
Nous développons une technologie d'apprentissage automatique pour cartographier les récifs coralliens à l'aide de la détection rapprochée, nous soutenons les programmes de surveillance locaux et nous renforçons les capacités des pays de la mer Rouge grâce à des ateliers spécialisés
Centre transnational de la mer Rouge (EPFL) Université de Djibouti Université de la mer Rouge
Surveillance de la ligne d'arbre
Surveiller les forêts alpines en Suisse à l'aide de 80 ans de photographies aériennes. Nous développons des outils d'IA pour cartographier et surveiller l'extension de la limite supérieure des forêts suisses et étudier les changements dans la dynamique forestière dus au changement climatique
Institut IDIAP Swisstopo UNIL /Jardin des plantes
Nos résultats et highlights
1
Compétition de la mission de surveillance des coraux à Djibouti (2023) et en Erythrée (2024), incluant des ateliers de formation pour les scientifiques locaux. Publication de notre carte mondiale de l’Antarctique pour la glace bleue
2
D. Tuia, élevé au rang de Fellow de l’IEEE
3
Agence spatiale européenne, Toward a Foundation Model for Multi-Sensor Earth Observation Data with Language Semantics, Open Space Innovation Program Marie Curie European Doctoral Network WildDrone
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
18 personnes
Compétences développées par l'équipe scientifique
Algorithmes d’apprentissage automatique pour comprendre les processus environnementaux Systèmes de surveillance à faible coût basés sur des pièges photographiques (projet Mammalps avec le parc national suisse), des caméras GoPro (surveillance des récifs coralliens) et des drones à voilure fixe (projet WildDrone, testé au Kenya et en Namibie en 2025)
Impacts régionaux et sociaux
1
Nous fournissons des algorithmes reproductibles et des preuves scientifiques à grande échelle de l’évolution de plusieurs écosystèmes critiques de la Terre
2
Nous collaborons avec plusieurs services du Canton (Géoinformation, Forets, Agriculture) pour les soutenir dans leurs efforts de surveillance, en particulier pour les mettre à l’échelle et les automatiser
3
Grâce à des collaborations avec l’industrie (Swisstopo, AXA), nous développons des technologies essentielles pour rendre leurs routiens d’analyse de données plus efficaces et plus précis
4
Nous formons la prochaine génération d’ingénieurs environnementaux à la maîtrise des données et nous les préparons à relever les défis futurs de la surveillance des processus, qui sont fortement influencés par les problèmes de big data et les systèmes complexes et multimodaux
Perspectives et défis
Principales opportunités
La démocratisation de l’IA est une grande opportunité pour diffuser plus largement notre technologie Le grand intérêt du Valais pour la technologie de l’IA nous permet de nous connecter avec plusieurs acteurs régionaux clés
Partenariats futurs
Extension de notre technologie corallienne à d’autres récifs du monde, en vue d’un système de surveillance géré par les citoyens Extension de notre technologie de cartographie de la glace bleue à d’autres problèmes liés à la dynamique polaire
Adaptation du microbiome à l’évolution de l’environnement (MACE)
Prof. Ianina Altshuler
Microbiome Adaptation to the Changing Environment (MACE)
Au laboratoire MACE, nous étudions comment les microbes survivent et s'adaptent dans la neige, la glace et les sols gelés. Grâce à des travaux sur le terrain, des expériences en laboratoire et des analyses moléculaires, nous découvrons comment ces formes de vie résilientes réagissent au réchauffement climatique et contribuent à façonner les écosystèmes alpins et polaires fragiles.
Sujets de recherche
1
Dégel du pergélisol et libération de gaz à effet de serre : Lorsque le sol gelé dégèle, le carbone piégé devient accessible aux microbes, ce qui entraîne la libération de gaz à effet de serre tels que le CO₂ et le méthane. Nous étudions comment les communautés microbiennes évoluent avec le réchauffement et comment ces changements influencent la stabilité des écosystèmes et les rétroactions climatiques.
2
Adaptation microbienne au froid : Nous étudions comment les micro-organismes survivent et restent actifs dans la neige, la glace et les sols gelés. Ils utilisent des stratégies biochimiques spéciales pour fonctionner à des températures inférieures à zéro. Ces adaptations révèlent comment la vie réagit aux changements environnementaux.
3
Interactions et symbioses microbiennes : Les microbes interagissent en permanence, parfois en coopérant, parfois en rivalisant. Nous étudions comment ces relations façonnent les communautés microbiennes dans les environnements froids et comment les partenariats entre les microbes et les plantes ou les animaux aident les uns et les autres à s’adapter à des conditions difficiles et changeantes.
Nos projets clés
Le microbiome alpin sous pression
Sur plusieurs sommets des Alpes suisses, nous utilisons des parcelles de réchauffement passif pour étudier comment la hausse des températures affecte les microbes du sol et les émissions de gaz à effet de serre. Ces expériences révèlent comment les écosystèmes de montagne réagissent au réchauffement.
Institut fédéral de recherche suisse WSL
Déclin de l'enneigement dans les Alpes
Nous étudions comment la réduction de la couverture neigeuse affecte les sols alpins et leurs microbes en utilisant des parcelles de terrain où la neige est enlevée et rajoutée. Le suivi des changements au fil des saisons nous aide à comprendre comment la diminution de l'enneigement modifie la santé des sols, les cycles des nutriments et les émissions de gaz à effet de serre.
Microbes du Groenland sur des terres nouvellement exposées
À mesure que les glaciers du Groenland reculent sous l'effet du réchauffement climatique, de nouveaux écosystèmes pédologiques émergent, dans lesquels les microbes s'installent rapidement. Nous étudions comment ces premières communautés transforment des sédiments sans vie en sols plus riches et influencent les flux de gaz à effet de serre.
ECEO -EERL
Nos résultats et highlights
1
Nos études de terrain dans les Alpes révèlent une diversité microbienne riche et unique dans différents sites montagneux, montrant que même des écosystèmes proches peuvent abriter des communautés microbiennes distinctes. Nous avons également constaté que si les sols alpins libèrent du CO₂, nombre d’entre eux absorbent simultanément du méthane (CH₄), ce qui contribue à compenser potentiellement les émissions de gaz à effet de serre.
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
8 personnes dans le laboratoire (sans compter les étudiants en master)
Impacts régionaux et sociaux
1
Nos recherches permettent de prévoir comment le changement climatique affecte les écosystèmes des montagnes alpines et des régions polaires. Cela permettra d’orienter la conservation et la sensibilisation du public aux régions froides.
2
L’étude des sols alpins et des systèmes d’enneigement en Valais nous permet de soutenir l’utilisation durable des terres, la conservation de la biodiversité et les stratégies d’adaptation au climat dans cette région alpine sensible.
3
La préservation et l’étude des organismes microbiens adaptés au froid ouvrent de nouvelles possibilités pour la biotechnologie durable, de la chimie verte et des solutions environnementales aux nouvelles enzymes pour les applications industrielles.
Perspectives et défis
Principales opportunités
L’une des principales priorités est de comprendre comment le réchauffement va remodeler les écosystèmes alpins, l’activité microbienne et l’équilibre des gaz à effet de serre. * Les microbes adaptés au froid offrent un potentiel inexploité pour l’innovation biotechnologique et industrielle durable.
Principaux défis
L’établissement d’un lien entre les données microbiennes et les modèles climatiques est un défi, mais il peut améliorer considérablement les prévisions concernant les rétroactions des gaz à effet de serre.
Comprendre les processus physiques, chimiques et biologiques couplés dans les cours d'eau de haute montagne dans le contexte du changement climatique.
Sujets de recherche
1
Comprendre les secrets de la vie microbienne dans les cours d’eau de haute montagne.
2
Décrypter les contributions des cours d’eau du monde au cycle global du carbone
3
Prévoir l’avenir des cours d’eau alimentés par les glaciers à mesure que ceux-ci diminuent sous l’effet du changement climatique
Nos projets clés
Expédition sur les glaciers kirghizes
Expédition d'échantillonnage des glaciers et des cours d'eau kirghizes dans le but de comprendre l'écologie microbienne de ces écosystèmes en voie de disparition.
HydroMet Kyrgyzstan, CAIAG
Géorisques en haute montagne
Atelier sur les géorisques de haute montagne liés à la fonte des glaciers
Centre bhoutanais de météorologie et d'hydrologie, Programme d'intendance des glaciers
Expédition glaciaire au Tadjikistan
Expédition au Tadjikistan pour étudier la biogéochimie des cours d'eau alimentés par les glaciers dans la région du Pamir.
Nos résultats et highlights
1
Projet Vanishing Glaciers, Fondation NOMIS
2
Médaille Vladimir Ivanovich Vernadsky de l’Union européenne des géosciences à Tom Battin
3
FNS Paradoxon : Le succès d’un producteur primaire dominant dans les cours d’eau de haute montagne ; SNSF Water4All BREATHE : des capteurs aux nouveaux indicateurs de la qualité de l’eau ;
4
Publications dans Nature, Nature Geoscience, Nature Microbiology, etc
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
15-22
Compétences développées par l'équipe scientifique
Pensée critique, rigueur scientifique, bases de la science des écosystèmes aquatiques, de la biogéochimie et de l’écologie microbienne
Autres
L’équipe RIVER est pluridisciplinaire et comprend des experts en technologie des capteurs, en biologie moléculaire, en bioinformatique, en glaciologie, en écologie et en évolution
Impacts régionaux et sociaux
1
Les glaciers sont plus que de l’eau gelée : une nouvelle frontière pour la recherche
2
La valeur des ruisseaux et des rivières va au-delà de la valeur de l’énergie hydroélectrique. RIVER met en évidence la valeur des processus écosystémiques des cours d’eau de haute montagne, y compris leur biodiversité unique, la qualité de l’eau, etc.
3
RIVIERE échantillonnée et étudiée dans le cadre d’un effort sans précédent pour les cours d’eau alimentés par des glaciers dans le monde entier
Perspectives et défis
Priorité 1
La création d’une biobanque axée sur la recherche afin de sauvegarder, d’exploiter et d’explorer la biodiversité microbienne des écosystèmes glacés dans le monde entier.
Priorité 2
Établir un réseau de capteurs de la qualité de l’eau en Valais en incluant les acteurs clés.
Principaux défis
Obtenir des fonds pour la recherche à long terme, qui comprend souvent la surveillance des variables environnementales. Les systèmes de surveillance devraient faire partie de l’infrastructure, ce qui faciliterait l’obtention de fonds de tiers.
Partenariats futurs
Académie chinoise des sciences, Institut Pasteur Paris
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